考虑口岸屏蔽效应的货车通关行程函数模型研究——以澜湄合作为例

杨 扬，徐新扬

(昆明理工大学 交通工程学院， 云南 昆明 650500)

一、引言

我国接壤14个国家，是世界上接壤国最多的国家，同时拥有2.2万多公里的陆路边境线。截至2015年底，我国已开通178条国际道路货物运输线路。“澜湄合作”是指中国(云南省)、柬埔寨、老挝、缅甸、泰国、越南6国围绕澜沧江—湄公河流域实施可持续开发和开展互惠务实工作。在“一带一路”与西部大开发战略的推动下，我国与澜湄六国进出口贸易额增长迅速，其中云南省跨境口岸公路运输扮演了重要角色。云南位于我国西南边陲，边境线长达4 060公里，现有17个一类口岸与7个二类口岸，其中主要口岸均为公路口岸。凭借着云南的区位与边境线较长的优势，我国与其余澜湄五国的进出口总额早在2016年便已突破2 000亿美元。虽然云南省地缘优势明显，口岸众多，但是用过货量进行对比，发现其比邻近的广西省公路口岸过货量少许多，且增长速度缓慢，甚至有货车绕行的情形出现。究其原因，莫过于云南省口岸通关效率较低，通关时间长。因此，在澜湄合作乃至我国进出口公路贸易额增长迅猛的背景下，构建一个货车通关行程函数模型是必要的。

针对中国通关效率以及通关现状的相关问题，我国学者已有所研究。李巍等通过建立基于行为的BBP模型，对在“一带一路”政策下如何提升定制化产品生产企业通关效率以及企业竞争力的问题进行了研究[1]。何敏等对云南省在“一带一路”建设下的口岸现状进行了阐述与分析，并对口岸建设提出了对策[2]。孙康通过对海关通关一体化改革的分析，提出了企业应采取的适应海关通关一体改革的策略[3]。翁润等利用世界银行营商数据中的通关单证数、通关时间和通关费用来研究出口国通关成本对中国企业进口频率的影响[4]。王淑芳等以中—印和中—越的海关通关时间调整为例验证基于计算试验方法的地缘经济策略评估框架[5]。口岸屏蔽效应是导致通关效率低下的主要原因，而屏蔽效应是指边界对经济体在时间、空间上相互交流的阻碍作用，是人为因素导致的。在对边界屏蔽效应的研究中，屠年松等分析了边界效应并指出屏蔽效应向中介效应转化的必要性，阐述了推动转化的机理[6]。屠年松等还对边界效应研究的系统进行了梳理，得出屏蔽效应向中介效应转化，有利于经济一体化发展的结论[7]。

排队论最早起源于20世纪初期的电话通话，国外学者已能够熟练利用排队论解决众多问题。Boucher等通过模拟每个家庭的保险车数量，利用排队论构建包含4个不同参数的新模型来确定哪些保单持有人的个人资料更有可能取消合同或每年续订[8]。Juregui等利用排队理论对公立医院的急诊服务排队情况进行分析并得出满足当前与未来服务需求所需的最少医生数量[9]。Zavanella等利用排队论分析方法模拟了电力需求和随之而来的能源使用生产系统，对评估与能源供应商的合同或规划生产计划产生显著帮助[10]。Fedorenko等描述了基于排队论方法的数据采集系统建模的特点，并建立Markov模型帮助数据采集机构适应系统通信线路输入信号[11]。Arifin等建立了烟草排队系统并获得了排队系统中的最小成本[12]。20世纪以来，我国学者运用排队论解决问题的案例也越来越多。龙云等针对我国军队野战医疗能力，建立了伤员排队模型并运用MATLAB软件对相同时间不同强度的野战急救医疗进行了模拟，该研究对我军野战救护编组有一定启发[13]。刘伟等引入排队论模型中的基本参数，将站台模拟为M/M/2/N系统对大型公交站的排队问题进行了优化[14]。苏国辉等以排队论方法为基础，针对线路密集点的公交站台线路容量问题构建线路容量计算模型并对其进行了优化分析[15]。李兵兵等构建了集装箱码头闸口排队系统模型，结合我国集卡车辆排放标准，采用MOVES模型对排队过程中的碳排放进行了仿真研究[16]。对于BPR道路阻抗的研究，美国公路局最早在1964年通过大量调查利用回归分析得到BPR函数[17]。 Davidson利用排队理论对HCM道路数据进行分析并提出拥堵与非拥堵状态下的道路阻抗计算方法[18]。近年来，我国学者根据我国实际公路情况开展了对不同条件下的道路阻抗函数研究，如张玲瑞等针对货运OD，在反推过程中将客运流量设为背景交通量提出了货车的路段阻抗模型[19]。何南等考虑了交通拥堵等多重影响因素并以大连市为例改进了BPR函数[20]。

通过对国内外相关研究的综述可以发现，我国学者针对通关效率问题以及边界屏蔽效应的研究已有时日，但多数都是基于文字性的分析与对策。而对于排队论与道路阻抗的研究，国外学者远远早于我国学者。国外学者运用排队论熟练解决通信系统、计算机系统以及生产管理系统等多种问题，我国学者仍比较集中于运用排队论解决交通运输系统相关问题。国内外学者对不同参数影响下的BPR道路阻抗函数进行了研究改进，而基于排队论的口岸内耗时问题与口岸间公路的道路阻抗函数问题还亟待研究。本文将运用排队论对澜湄区域与云南省对接口岸服务效率进行分析，并对两国口岸间公路路阻函数进行研究，计算出澜湄区域跨境公路运输整体通关行程函数，从而为我国面向澜湄区域的公路进出口贸易跨境运输提供行程函数参考。最后，对云南省口岸过货量低，增长迅速缓慢以及货车绕行等问题进行细致剖析并提出合理建议。

二、口岸屏蔽效应分析

口岸屏蔽效应是由边界效应引申而来的。常规的边界效应分为屏蔽效应与中介效应，其中边界的屏蔽效应主要指边界对经济体在时间、空间上相互交流的阻碍作用，是人为导致的。本文基于边界效应的定义提出口岸屏蔽效应这个新名词，口岸屏蔽效应指口岸对于跨境公路进出口贸易在时间、效率、成本上的损耗，以及对通关便利的阻碍作用，它可能是由人为因素导致的，同时也与国家间的政策、文化、发达程度等因素有关。

我国所有边境口岸都存在不同程度的口岸屏蔽效应。如与澜湄合作国家中的老挝、泰国、柬埔寨、缅甸、越南的贸易往往来，我国主要是通过云南省口岸与这些国家进行的。云南省口岸屏蔽效应表现在边境口岸情况复杂、国家间政策风俗不一致、海关监管资源有限、海关货物检验繁琐等方面。其中边境口岸情况复杂表现在边境国家配合程度不一，我国货车通关时往往被索要小费。澜湄区域国家如缅甸、越南的国家局势不稳定，沿边地区一旦发生战乱、交火，民族矛盾更为复杂。政策风俗的差异性会导致双边贸易在往来过程中会出现不信任，因语言与风俗不同会导致无必要的误会，两边国家对货物运输条款不统一会造成的额外罚款。海关监管资源有限表现在受海关监管的通道只有7条，无法监管由于边境线长而形成的不少通道与便道。海关货物检验繁琐体现在目前中越、中老联检部门对经过口岸的货物车辆查验标准与设备不一，并且查验信息不共享。同时，通关证件繁琐，据国际商会调查平均一票货物高达60多种单证，虽然证件用途不一但几乎有80%的内容相同。据以上分析，将口岸屏蔽效应用如图1表示。

三、货车通关流程分析与模型建立

我国口岸为了提高货车通关效率，均在口岸处设置了货车专属通关车道。本研究对于货车在口岸处的排队状态是基于货车通道排队的背景，即排队模型中全是货车；且根据交通流理论，货车的分布符合泊松分布，即一定时间间隔内到达口岸处的货车量数是随机的；假设货车在口岸内的服务时间长短符合负指数分布，于是我们便可将货车在口岸内的服务过程用排队论中的M/M/N模型来表述。第一个M表示货车到达口岸符合泊松分布，第二个M表示口岸内的服务时间符合负指数分布，N代表口岸内的服务通道数。与此同时，本研究不考虑货车车型的差异或货车司机驾驶习惯与驾驶心理等主观因素对行程时间的影响。

(一)通关流程分析

对货车跨境运输整体流程进行分析可将流程简单分为5个部分，即：本国公路运输、货车进入本国口岸、货车离开本国口岸进入口岸间公路、货车进入运输目的地的他国口岸、他国公路运输(如图2)。

由图2可知要想进行跨境运输，不仅需要经过本国口岸还需要经过他国口岸。由上文对于口岸屏蔽效应的分析，可以得知澜湄区域国家间货物车辆查验标准与设备不一，并且查验信息不共享，在我国检验过的货物还需要在他国海关再次进行检验，因此在计算通关时间时需要将通过本国口岸的时间T1与通过口岸间公路时间T2与通过他国口岸时间T3累加得到总时间Tz，即Tz=T1+T2+T3。再研究货车在口岸内的排队流程：各条线路的货车依次减速到达口岸，在口岸内部按照排队“先到先服务”规则进行货物查验、单据审查、税款缴纳等步骤，完成这些步骤后再加速至正常车速驶离口岸(如图3)。因此，将口岸看做服务台，而将货车在口岸内所耗费的时间看做服务时间从而形成一个排队系统。

排队规则包含先到先服务、后到先服务、随即服务以及优先服务，对于口岸货车排队系统排队规则我们设定为先到先服务规则。

(二)货车通关排队模型建立

考虑货车通关过程对行程函数的影响，包括货车刹车进入排队系统，口岸服务以及加速至正常车速耗费时间，货车通关过程时间可表示为：

T=t1+t2+t3

(1)

式中：T为货车在整个通关过程中所损耗的时间；t1表示货车看到口岸标志，从开始减速到进入口岸排队系统的时间；t2表示货车在口岸内的服务时间；由图2可知服务流程并设检验货物时间ta，审查单据时间tb以及缴纳税款时间tc，因此可得t2=ta+tb+tc；t3表示货车离开口岸加速至正常车速的时间。

1.货车加减速的时间计算

货车驾驶员一般在口岸关口500 m处开始减速，货车减速行驶时间为：

(2)

式中：V0为货车初始速度(m/s);a1为减速度(m/s2)。

当货车结束口岸内服务流程，逐渐加速至正常车流车速时，车辆至正常车速的时间为：

(3)

式中：V1为两国口岸间正常车流速度(m/s);a2为加速度(m/s2)。

2.货车口岸内服务时间t2计算

为了对货车通关时口岸内排队以及延误情况进行探究，建立了基于状态改变的排队论模型。假设货车到达口岸的规律服从参数q(>0)的泊松分布：

(4)

其中，Mi表示口岸通关道路中第i条线路货车的到达频率(veh·h-1)；n表示口岸内货车通关线路的总数。因此，可以求得单位时间内口岸通关处到达c辆货车的概率为：

(5)

(6)

由此我们可以得到通过本国口岸需要耗费的时间：

(7)

由前文口岸屏蔽效应分析可知由于主权问题导致的我国与他国在跨境公路运输货物车辆查验标准与设备不一并且查验信息不共享，因此当穿过口岸间公路穿越他国海关时还需对货物进行检验，于是假设他国货物检验平均服务率为y4，服务时间为S4，同理可得：

(8)

3.口岸间公路行程时间计算

BPR道路交通阻抗函数是指路段行驶时间与路段交通负荷之间的函数关系，是目前计算道路路阻应用最广泛的函数之一，其表达式为：

(9)

式中：t为车辆通行路段的出行时间；t0为路段上车流量为0时车辆行驶时间；Q为路段上的车流量；C为路段设计通行能力；α，β为待标定参数，美国联邦公路局标定α=0.15，β=4.0。

传统的BPR函数对于异国口岸间的公路研究并不适用。首先，BPR函数主要针对高速公路小汽车，对于道路上出现的货车后期处理是直接将其量化为小汽车进行计算，但小汽车与货车的阻抗影响是完全不同的；其次，口岸间公路属于货运流量较大路段，其速度一般小于小汽车时速并且BPR函数只适用于车流构成单一的情况，而口岸通关车辆并不只有货车，以“澜湄合作”跨境公路运输为例，经调查统计可发现云南省24个口岸中有18个为陆路口岸，空港口岸仅有3个，河港口岸仅有2个，铁路口岸仅有1个。同时，根据对2017年口岸年鉴的查阅得知2016年云南省空港口岸出入境人数为269.47万人次，而通过陆路口岸出入境人数高达3 441.51万人次。由此可以发现，我国与澜湄国家的运输以及人文交流多是通过公路进行的。我国云南省昆明市与边境地区人民以及澜湄合作区域各国人民多乘坐客车大巴车来往于澜湄区域各国。根据口岸年鉴统计， 往来于澜湄区域的货车与客运车辆较多，因此在对澜湄区域国家口岸间公路路阻函数进行研究时需要将调查流量分为客车流量与货车流量。客运流量是已经发生过的现状流量，属于背景交通量，它的存在改变了口岸间公路道路交通阻抗。因此，为了反映口岸间客运流量对于货运流量的阻抗作用，将加入客运流量后的路网阻抗组设为初始阻抗，提出如下阻抗函数模型：

(10)

其中，tmix表示当客车流量为Qp货车流量为Qv时澜湄区域国家口岸间公路行程时间；t0为口岸间公路车流为0时的行程时间；C表示口岸间公路的通行能力；α1、α2、β1、β2为待标定参数，可通过口岸间公路通行能力与路上客车与货车的交通量以及车速等运用最小二乘法确定。针对口岸间道路阻抗函数模型，我们可以得出以下结论:

结论1：口岸间的公路阻抗跟客车与货车的流量成正比，即随着客车与货车流量的增加，口岸间公路通行能力愈发降低，客车对于货车的道路阻抗也随着客运流量的增加而增大。

结论2：在口岸间公路中货车对客车的组抗干扰强度要大于客车对于货车的组抗干扰强度。

结论3：当道路阻抗一定时提高口岸间公路设计通行能力能够有效缓解口岸间公路的拥堵，减少通关行程时间。

从对口岸间公路道路阻抗函数的分析中可以发现，客车对于货车运输时的道路干扰作用是不可忽视的，并且是伴随着客车车流量的增大干扰作用愈发增大的，这与澜湄地区地理位置与口岸特征相符合。同时，结论2与结论3是符合现实实际的，因为货车与客车在安全、车型等方面存在差异，货车对客车的干扰作用要大于客车对于货车的干扰作用。

云南省5条出境路线是我国与澜湄合作国家进行公路进出口贸易的主要路线，这5条跨境公路运输路线需经过我国瑞丽口岸、磨憨口岸、清水河口岸、河口口岸以及腾冲猴桥口岸。为了确定改进的口岸间公路道路阻抗模型，查阅口岸年鉴对2011—2016年的这5个主要口岸的车流量进行统计，得出口岸公路中我国出境货运流量与客运流量(表1)，通行能力以次干路理论通行能力为标准。

再通过谷歌地图查找出面向澜湄区域,5个口岸的两国口岸间公路距离，取其平均距离为道路距离，货车与客车速度按照次干路设计车速为准(表2)。

表1 口岸间公路车流量(单向)

表2 口岸间公路的计算数据

根据整理的数据按照改进口岸间道路阻抗函数式(10)，采用SPSS软件进行最小二乘法拟合计算，其拟合结果如表3所示。

表3 拟合系数标定结果

拟合计算后得到的口岸间公路道路阻抗函数式为：

(11)

经过实际数据的查找以及调查，得出改进后的口岸间道路阻抗函数，将客车流量作为背景交通量，来研究客车对路段货车以及货车本身之间的阻抗影响，综合得到的总阻抗，相较于单纯将机动车作为一个整体得到的阻抗更为准确。

计算出口岸间公路道路阻抗函数式后，还需考虑口岸间公路实际情况。据调查，我国与缅甸尚未正式签署双边汽车运输协定，中缅口岸除瑞丽口岸边境运输可纵深至缅甸迪波装卸货物，其余口岸大多为跨境运输。与此同时，中老泰也未签订《大湄公河次区域便利运输货物及人员跨境运输协定》谅解备忘录，中泰双方需要在老挝进行转运。中越公路运输也有同样的处境，中方车辆在越南境内纵深里程为100公里以内，大部分货物运输在口岸接驳或换装，环节繁琐，因此在计算通关行程函数时需要引入卸货换装时间线性函数：

th=kU+b

(12)

式中：tk为换装卸货的时间;U为货车运输货物重量(kg)；k，b为线性方程的参数。口岸间公路行程函数为：

(13)

4.口岸间通关行程函数计算与分析

经过对前文我国与他国口岸服务时间的计算以及口岸间道路阻抗函数与卸货换装时间函数的计算，可以求得面向跨境公路运输进出口贸易货车整体通关行程函数模型：

(14)

通过建立货车通关行程函数模型，发现货车在口岸内的货物查验、单据审查以及缴纳税款时间都影响着通关行程时间的长短。与此同时，跨境公路运输不直通导致的接驳换装流程也增加了货车通关行程时间。这些因素均可归结为口岸屏蔽效应。将口岸屏蔽效应因素整合起来的货车通关行程函数模型对我国口岸货车通关有着重要参考意义并可作为通关依据。

通过对澜湄区域货车整体通关行程函数的计算，可以发现通关时间的主要耗时都集中于口岸内部的服务时间。口岸间公路的货车与客车流量并不多，通关的大部分时间都耗费在口岸内的服务流程上。由于口岸间公路道路不同于典型BPR函数针对的高速公路，通过对口岸车流量的相关数据分析可以发现通过口岸的货车流量在大部分时间中是小于设计车流量的，而高速公路的车流量往往与设计车流量相近甚至超过设计车流量，这就导致了口岸间公路车流量的不连续性，也解释了改进的口岸间道路阻抗函数与普通道路阻抗函数出现差异的原因。

四、结论

大湄公河次区域是由亚洲开发银行发起，包括中国、老挝、泰国、柬埔寨、缅甸、越南六国的区域组织，属于典型的南-南经济合作。积极推进澜湄合作是中国与流域国家共建亚洲命运共同体的重要举措。这不仅能极大地促进各流域国家经济社会发展和可持续增长，也有助于构建“一带一路”南线的新格局，打造南南合作的新典范。本文以澜湄合作中我国口岸通关效率低下为出发点，通过构建考虑口岸屏蔽效应的货车通关行程函数，对我国澜湄合作公路进出口跨境运输流程进行研究并对口岸屏蔽效应进行探讨。研究得出的货车通关行程函数由我国口岸服务时间、他国口岸服务时间和两国口岸间公路行程时间组成。结合改进后符合云南省口岸特征的道路阻抗函数，解释了口岸BPR函数与传统BPR函数产生差异的原因，得出货车车流量在口岸间公路的不连续性以及我国货车通关过程主要耗时都集中于口岸内部服务流程的结论。

口岸内部服务耗时主要源于口岸对于通关所产生的屏蔽效应，这也是导致云南省口岸过货量低与通关效率低下的主要因素。为促进我国澜湄合作发展并推动“一带一路”建设，对澜湄合作背景下我国的口岸建设提出如下建议：

(1)采用跨境甩挂运输方式。通过研究得到的货车通关行程函数可知，货物在口岸的接驳换装时间与通关时间以及口岸屏蔽效应成正比，接驳换装时间越长，通关时间也就越长，口岸的屏蔽效应也随之增加。造成这一现状的原因主要是在澜湄合作中中老泰未签订直达运输协议，中泰运输需在老挝进行转运；中缅口岸除瑞丽口岸可到达缅甸迪波装卸货物，其余口岸均为跨境运输；中方车辆在越南境内纵深里程在100公里以内，大部分货物运输需要在口岸处接驳换装。跨境甩挂运输方式跳过了接驳换装流程，只需在口岸处对两国甩挂车板进行互换，可大大减少通关时间，降低口岸屏蔽效应。

(2)促进澜湄合作通关体系一体化。在货车通关排队模型中，通关时间主要由检验货物时间、审查单据时间和相关费用缴纳时间组成，口岸内部各服务流程平均服务率与口岸屏蔽效应成反比。根据测算，由于国家间经济与文明发展程度的差异，澜湄其他国家口岸平均服务效率普遍低于我国。同时，由于澜湄各国查验标准、查验方式、查验设备等均存在差异，所以往往存在一货两验甚至一货多验的情况，这点在式(8)中也有所体现。因此，为降低口岸屏蔽效应，促进澜湄合作发展，建立澜湄合作通关一体化体系是必要的。澜湄各国要友好磋商，形成统一的通关标准，实现通关货物信息共享，促进跨境货物信息平台的搭建，在澜湄合作日益火热的背景下早日完成“一站式”口岸便利化通关。

(3)积极推动口岸经济区建设。降低口岸屏蔽效应的最终目的是加强澜湄各国之间贸易合作往来，发展我国云南省经济。根据本文对于我国澜湄口岸间公路阻抗函数的研究与BPR函数待标定参数的重新测算，发现澜湄口岸间BPR函数与典型BPR函数存在差异，主要表现在通关货车流量小于设计车流量。因此，可知澜湄地区口岸有充分的空间建设口岸经济带，应充分利用国内外两种资源、两个市场，进一步引导建立口岸经济特区，推动口岸经济区由过境贸易向边境加工转型，以延伸产业链条，进一步推动云南省的产业结构升级，进而促进云南省经济的发展。